(57)【要約】【課題】従来の指令補間方法は、制御実施期間が指令更新周期と等しく設定されているので、指令値の入力に遅れが生じた場合に制御停止期間が生じる。【解決手段】本発明による指令補間方法は、制御周期１２１に補間値算出数を乗算した制御実施期間１２０が指令更新周期１１０よりも長く設定されており、第２指令値１０２が入力されたときから前記指令更新周期１１０が経過した際にも、第２指令値１０２と該第２指令値１０２の前に入力された第１指令値１０１とに基づく制御が行われる構成である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の指令更新周期（１１０）毎に上位指令器（１４）から制御手段（１３）に指令値（１０１〜１０３）が入力され、
１つの前記指令値（１０２）が入力された場合に、前記制御手段（１３）が、該指令値（１０２）と該指令値（１０２）の前に入力された指令値（１０１）との差分（１０５）を算出するとともに、該差分（１０５）を所定の補間値算出数で等分して補間値（１０６）を求め、制御値が前記補間値（１０６）を満たすように所定の制御周期（１２１）毎に制御を行う指令補間方法であって、
前記制御周期（１２１）に前記補間値算出数を乗算した制御実施期間（１２０）が前記指令更新周期（１１０）よりも長く設定されており、１つの前記指令値（１０２）が入力されたときから前記指令更新周期（１１０）が経過したときに、該指令値（１０２）と該指令値（１０２）の前に入力された指令値（１０１）とに基づく前記制御が行われていることを特徴とする指令補間方法。
【請求項２】
前記上位指令器（１４）が出力する前記指令値（１０１〜１０３）は、工作機械（１）に設けられたバイト（１１）の前記指令更新周期（１１０）毎の目標位置を示しており、
前記制御手段（１３）は、前記指令値（１０１〜１０３）に基づいて前記バイト（１１）の位置制御を行うことを特徴とする請求項１記載の指令補間方法。
【請求項３】
前記上位指令器（１４）が出力する前記指令値（１０１〜１０３）は、車輌ステアリング機構（２）に設けられた車輪（２０）の前記指令更新周期（１１０）毎の目標操舵角を示しており、
前記制御手段は、前記指令値（１０１〜１０３）に基づいて前記車輪（２０）の操舵角制御を行うことを特徴とする請求項１記載の指令補間方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば通信型位置制御ドライバ及び工作機械等の適用される指令補間方法に関し、特に、制御周期に補間値算出数を乗算した制御実施期間が指令更新周期よりも長く設定されており、１つの指令値が入力されたときから前記指令更新周期が経過したときに、該指令値と該指令値の前に入力された指令値とに基づく制御が行われるように構成することで、指令値の入力に遅れが生じた場合でも制御停止期間の発生を防止でき、連続的な制御を実施できるようにするための新規な改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
社内技術で特に特許出願を行っていないため文献名は挙げていないが、従来用いられていたこの種の指令補間方法は、図４及び図５に示すように構成されている。
図４は、従来の指令補間方法を示す説明図である。図において、指令値１００は所定の指令更新周期１１０毎に上位指令器から制御手段に入力される指令信号である。ここで、前記上位指令器からの入力順に、前記指令値１００を、第１指令値１０１、第２指令値１０２、第３指令値１０３と呼ぶ。
【０００３】
ここで、指令更新周期１１０が１ｍｓであり制御手段の制御周期１２１が２００μｓである場合、制御手段は、前記第２指令値１０２が入力された際に、前記第１指令値１０１と前記第２指令値１０２との差分１０５を５等分にして補間値１０６を求める。制御手段は、制御周期１２１毎に前記補間値１０６を満たすように制御を行う。前記第１指令値１０１と前記第２指令値１０２とに基づく制御は、前記制御周期１２１に前記補間値算出数を乗算した制御実施期間１２０だけ行われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来の指令補間方法では、前記制御実施期間１２０が前記指令更新周期１１０と等しく設定されているので、図５に示すような問題が生じる。
すなわち、前記上位指令器と前記制御手段との間に制御時間ずれが生じる等して、第３指令値１０３の入力に遅れ１１６が生じた場合には、制御対象が第２指令値１０２を満たした後に制御が停止されて、制御停止期間１５０が生じる。
特に、制御対象が工作機械のバイトの位置である場合には、前記制御停止期間１５０が生じることで、加工ムラが発生してしまう。また、制御対象が車輌ステアリング機構の車輪の操舵角である場合には、制御停止期間１５０が生じることで、車輌操舵にぎこちなさが生じてしまう。
このような問題は、制御対象がバイト位置及び車輪操舵角に限らず、位置制御、速度制御、及び角度制御が行われる制御対象全般に発生し得る。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、指令値の入力に遅れが生じた場合でも制御停止期間の発生を防止でき、連続的な制御を実施できる指令補間方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る指令補間方法は、所定の指令更新周期毎に上位指令器から制御手段に指令値が入力され、１つの前記指令値が入力された場合に、前記制御手段が、該指令値と該指令値の前に入力された指令値との差分を算出するとともに、該差分を所定の補間値算出数で等分して補間値を求め、制御値が前記補間値を満たすように所定の制御周期毎に制御を行う指令補間方法であって、前記制御周期に前記補間値算出数を乗算した制御実施期間が前記指令更新周期よりも長く設定されており、１つの前記指令値が入力されたときから前記指令更新周期が経過したときに、該指令値と該指令値の前に入力された指令値とに基づく前記制御が行われている。
また、前記上位指令器が出力する前記指令値は、工作機械に設けられたバイトの前記指令更新周期毎の目標位置を示しており、前記制御手段は、前記指令値に基づいて前記バイトの位置制御を行う。
また、前記上位指令器が出力する前記指令値は、車輌ステアリング機構に設けられた車輪の前記指令更新周期毎の目標操舵角を示しており、前記制御手段は、前記指令値に基づいて前記車輪の操舵角制御を行う。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の指令補間方法によれば、前記制御実施期間が前記指令更新周期よりも長く設定されており、１つの前記指令値が入力されたときから前記指令更新周期が経過したときに、該指令値と該指令値の前に入力された指令値とに基づく前記制御が行われるので、指令値の入力に遅れが生じた場合でも制御停止期間の発生を防止でき、連続的な制御を実施できる。
また、前記上位指令器が出力する前記指令値は、工作機械に設けられたバイトの前記指令更新周期毎の目標位置を示しており、前記制御手段は、前記指令値に基づいて前記バイトの位置制御を行うので、バイトの位置制御が停止されることを防止でき、位置制御が停止されることでの加工ムラの発生を防止できる。
また、前記上位指令器が出力する前記指令値は、車輌ステアリング機構に設けられた車輪の前記指令更新周期毎の目標操舵角を示しており、前記制御手段は、前記指令値に基づいて前記車輪の操舵角制御を行うので、車輪の操舵角制御が停止されることを防止でき、車輌操舵をよりスムーズにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による工作機械１を示す構成図である。なお、従来構成と同一又は同等部分については同一の符号を用いて説明する。図において、工作機械１には、回転機１０、バイト１１、アクチュエータ１２、制御手段１３、及び上位指令器１４が設けられている。前記回転機１０の回転軸１０ａには加工対象１５が取り付けられており、この加工対象１５は前記回転機１０の駆動力により回転されている。前記加工対象１５の外周には前記バイト１１が当接されており、このバイト１１によって前記加工対象１５の外周が削り取られる。前記バイト１１は、前記アクチュエータ１２の送り軸１２ａに取り付けられており、前記バイト１１が削り取る前記外周の位置が前記送り軸１２ａの位置によって変位される。前記アクチュエータ１２には前記制御手段１３が接続されており、この制御手段１３には上位指令器１４が接続されている。
【０００９】
前記上位指令器１４は、例えば利用者によって操作されるコンピュータ等であり、後述する指令更新周期１１０毎の前記バイト１１の目標位置１１ａを示す指令値１００を前記制御手段１３に入力する。前記制御手段１３は、通信型位置制御ドライバであり、前記アクチュエータ１２を介して、前記指令値１００に基づいて前記バイト１１の位置制御を行う。
【００１０】
次に、図２は、図１の制御手段１３によって行われる指令補間方法を示す説明図である。図において、前記指令値１００は、前記上位指令器１４から前記制御手段１３に所定の指令更新周期１１０毎に入力されている。ここで、前記上位指令器１４からの入力順に、前記指令値１００を、第１指令値１０１、第２指令値１０２、及び第３指令値１０３と呼ぶ。
【００１１】
前記制御手段１３は、前記第２指令値１０２が入力された際に、前記第１指令値１０１と前記第２指令値１０２との差分１０５を算出するとともに、該差分１０５を所定の補間値算出数で等分して補間値１０６を求める。なお、この実施の形態では、補間値算出数は５とされており、前記補間値１０６は前記差分１０５が５等分された値である。
【００１２】
また、前記制御手段１３は、所定の制御周期１２１毎に制御値（前記バイト１１の位置）が前記補間値１０６を満たすように制御を行う。つまり、制御周期１２１毎の制御が補間値算出数回行われると、制御値が前記第２指令値１０２を満たす。換言すると、前記第１指令値１０１と前記第２指令値１０２とから求められた補間値１０６による制御は、前記制御周期１２１に前記補間値算出数を乗算した制御実施期間１２０だけ行われる。
【００１３】
通常であれば、前記第３指令値１０３は、前記第２指令値１０２が入力されたときから前記指令更新周期１１０が経過した予定時刻１１５に前記制御手段１３に入力される。しかしながら、例えば前記上位指令器１４と前記制御手段１３との間に制御時間ずれが生じた場合、及び伝送遅延が発生した場合等に遅れ１１６が生じることがある。
【００１４】
この実施の形態では、前記制御実施期間１２０が前記指令更新周期１１０よりも長く設定されており、予定時刻１１５においても、前記第１指令値１０１と前記第２指令値１０２とに基づく制御が行われている。従って、多少の遅れ１１６が生じた場合でも、前記制御実施期間１２０の満了前に前記第３指令値１０３が入力されれば、前記制御の終了前に新たな補間値１０６が求められ、引き続き制御が実施される。なお、前記制御周期１２１が固定の場合には、前記補間値算出数が大きく設定されることで前記制御実施期間１２０が前記指令更新周期１１０よりも長く設定される。一方、前記制御周期１２１が可変の場合には、前記制御周期１２１が大きく設定されることでも、前記制御実施期間１２０が前記指令更新周期１１０よりも長く設定され得る。
【００１５】
このような指令補間方法では、制御実施期間１２０が指令更新周期１１０よりも長く設定されており、１つの指令値１０２が入力されたときから前記指令更新周期１１０が経過した際にも、該指令値１０２と該指令値１０２の前に入力された指令値１０１とに基づく制御が行われているので、指令値１０３の入力に遅れ１１６が生じた場合でも制御停止期間１５０（図５参照）の発生を防止でき、連続的な制御を実施できる。
【００１６】
また、前記上位指令器１４が出力する前記指令値１０１〜１０３が工作機械１のバイト１１の目標位置１１ａを示しており、前記制御手段１３は前記指令値１０１〜１０３に基づいて前記バイト１１の位置制御を行うので、バイト１１の位置制御が停止されることを防止でき、位置制御が停止されることでの加工ムラの発生を防止できる。すなわち、本発明の指令補間方法は、工作機械１のバイト１１の位置制御に特に有効である。
【００１７】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２による車輌ステアリング機構２を示す構成図である。
実施の形態１では、本発明の指令補間方法が工作機械１に適用された例を示したが、実施の形態２では、指令補間方法が車輌ステアリング機構２に適用された例を示す。なお、実施の形態１の構成と同一又は同等部分については同一の符号を用いて説明する。
図において、車輌ステアリング機構２には、自動車の車輪２０、ステアリング軸２１、アクチュエータ１２、制御手段１３、及び上位指令器１４が設けられている。前記ステアリング軸２１は、周知のように、該ステアリング軸２１が駆動されることで前記車輪２０の操舵角２０ａが変更されるように前記車輪２０に接続されている。前記ステアリング軸２１にはアクチュエータ１２が接続されており、該アクチュエータ１２の駆動力によって前記ステアリング軸２１が駆動される。前記アクチュエータ１２には前記制御手段１３が接続されており、この制御手段１３には上位指令器１４が接続されている。
【００１８】
前記上位指令器１４は、例えばステアリングホイールに設けられた角度センサに接続されたコンピュータ等であり、利用者によるステアリングホイールの操作に応じて、前記車輪２０の指令更新周期１１０毎の目標操舵角２０ａを示す指令値１００を前記制御手段１３に入力する。前記制御手段１３は、前記アクチュエータ１２及び前記ステアリング軸２１を介して、前記指令値１００に基づいて前記車輪２０の操舵角制御を行う。前記制御手段１３が行う指令補間方法については、実施の形態１と同様である（図２参照）。
【００１９】
このような指令補間方法では、前記上位指令器１４が出力する前記指令値１００は車輌ステアリング機構２に設けられた車輪２０の指令更新周期１１０毎の操舵角２０ａを示しており、前記制御手段１３は前記指令値１００に基づいて前記車輪２０の操舵角制御を行うので、車輪２０の操舵角制御が停止されることを防止でき、車輌操舵をよりスムーズにすることができる。すなわち、本発明の指令補間方法は、車輌ステアリング機構２の車輪２０の操舵角制御に特に有効である。
【００２０】
なお、実施の形態１，２では、本発明が、工作機械１のバイト１１の位置制御及び車輌ステアリング機構２の車輪２０の角度制御に特に有効であることを述べたが、本発明の指令補間方法は、これらに限定されず、位置制御、速度制御、及び角度制御が行われる制御対象全般に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１による工作機械を示す構成図である。
【図２】図１の制御手段によって行われる指令補間方法を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態２による車輌ステアリング機構を示す構成図である。
【図４】従来の指令補間方法を示す説明図である。
【図５】図４の指令補間方法において制御停止期間が生じた場合を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  工作機械
２  車輌ステアリング機構
１１  バイト
１１ａ  目標位置
１３  制御手段
１４  上位指令器
２０  車輪
２０ａ  目標操舵角
１０１〜１０３  指令値
１０５  差分
１０６  補間値
１１０  指令更新周期
１２０  制御実施期間
１２１  制御周期
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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